C++ 函數返回局部變數的std::move()問題？

01-05

代碼如下
#include& using namespace std;
class A{};
A fun() { A a; return std::move(a); } int main() { auto f = fun(); return 0; }
使用clang++-3.8 -Wall 編譯的時候，會報警告
warning: moving a local object in a return statement prevents copy elision [-Wpessimizing-move]
使用g++-6 -Wall編譯時沒有警告。

請問這種寫法是否不符合規範，哪種寫法是正確的，且符合此處「移動」的目的？
謝謝。

想借題主這個問題把copy elison和move這件事好好說一下，因為很多剛了解c++的朋友經常入這個坑。

編程時經常會寫的一種函數叫做named constructor，這種函數的返回值是某個類的實例，其實本質上就是一種構造函數，但是因為可能需要在構建時執行一些其他的步驟，所以沒有寫成constructor的形式。比如：

User create_user(const std::string username, const std::string password) { User user(username, password); validate_and_save_to_db(user); return user; } void signup(const std::string username, const std::string password) { auto new_user = create_user(username, password); login(user); }

這裡create_user就是一個named constructor。

一些c++初學者可能會覺得這個代碼不夠優化，因為按照這個代碼字面意思來理解，create_user創建先創建了一個user，然後返回時又把user賦值給new_user，這個賦值會copy user裡面的內容，如果user很大的話（很有可能user裡面存了很多信息，比如username這種string的類型），這樣太慢（copy string可能還需要多做一次malloc）。

這樣難免一些人會想用c++11引入的move來優化，因為create_user裡面的user return了之後就沒用了，我可以把user move到new_user這樣不就省掉了copy時很大的開銷了么（比如user裡面的username就不需要malloc新內存也不需要一個個字元copy了）。

但事實上，在這種簡單的情況下編譯器比你更聰明，編譯器可以直接把user創建在new_user里，所以user只被創建一次，沒有任何copy開銷，user和new_user經過編譯器優化之後其實是同一個variable！這種優化就叫做copy elision。但是很不幸的是，如果用戶想自己用move優化的話，編譯器就不用做copy elision了，只能乖乖地按照用戶說的來，先創建一個user，然後在調用User的move constructor來創建new_user。這樣肯定比前一種開銷大很多。這就是為什麼clang非常「聰明」地給題主的例子給了一個warning。

接下來我們再說說我們怎麼能知道編譯器會不會對我寫的函數做copy elision的優化呢？有沒有可能我寫的函數邏輯特別複雜，編譯器沒法優化呢？如果有的話，我如果寫return move(a)不就會比copy更快了嗎？

這個邏輯是正確的，編譯器其實很傻，一旦create_user裡面的邏輯太複雜，編譯器可能就沒辦法分析出你能不能用一個變數取代兩個(user和new_user），那它就不做copy elision了。這時候用move就合情合理。

那到底什麼時候應該move，什麼時候應該依靠copy elision呢？通常主流的編譯器都會100% copy elision以下兩種情況：

1. URVO（Unnamed Return Value Optimization)：函數的所有執行路徑都返回同一個類型的匿名變數，比如

User create_user(const std::string username, const std::string password) { if (find(username)) return get_user(username); else if (validate(username) == false) return create_invalid_user(); else User{username, password}; }

這裡所有的return都返回一個User類型，且每個返回的都是一個匿名變數。那編譯器100%會執行copy elision。

2. NRVO（Named Return Value Optimization）：函數的所有路徑都返回同一個非匿名變數，比如

User create_user(const std::string username, const std::string password) { User user{username, password}; if (find(username)) { user = get_user(username); return user; } else if (user.is_valid() == false) { user = create_invalid_user(); return user; } else { return user; } }

這裡因為所有路徑都返回同一個變數user。編譯器100%會執行copy elision。

其他的情況編譯器可能都不會使用copy elision的優化。

return statement

Copy elision - cppreference.com

關於 @神奇先生的答案個人認為有些地方可以補充。

首先 URVO 在 C++17 是強制的。不過 NRVO 不是強制，意味著有時不這麼優化也是允許的。

其次，若 return 的表達式是符合返回類型的左值，且編譯器沒有進行複製省略，那麼標準（C++11 開始）也要求編譯器先試圖把表達式當右值，優先匹配移動構造函數（再匹配通常的複製構造函數），若失敗的話則再將其當左值，匹配接受非 const 引用的複製構造函數。

所以按照標準，上面的 std::move(a) 是不必要的（除非你希望強制調用移動構造函數），編譯器在必要時會做同樣的處理。

clang 只是想告訴你這是 premature pessimization。錯倒是沒錯的。

如果你想強制要求編譯器調用移動構造函數，而不是把這個過程優化掉，這麼寫是毫無問題的。

符合規範，這裡是說可能會影響copy elision優化，不過不是什麼大問題

關於copy elision： http://en.cppreference.com/w/cpp/language/copy_elision

C++11返回值會自動優化，有可能是move，也有可能是更加優化的做法，比如rvo，不用你手動寫，手動寫就強制要求move了

順便提一句，大多數情況下，返回T是錯誤的，不要以為返回了右值就要寫，不是

Scott Meyers 說：

Never apply std::move or std::forward to local objects if they would otherwise be eligible for the return value optimization.

翻譯過來就是：

C++ 函數返回局部變數的std::move()問題？

請你不要老是想著幫編譯器優化 因為你沒有編譯器聰明 不然你就試試看！！

請你不要老是想著幫編譯器優化因為你沒有編譯器聰明不然你就試試看！！